迁安污水处理活性炭中水净化--铝都临朐

污水处理活性炭的活化方法与用途
污水处理活性炭（英语：Active charcoal）是黑色粉末状或颗粒状的碳物质。污水处理活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列，在交叉连接之间有细孔，在活化时会产生碳组织缺陷，因此它是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大，也是做一个过滤器的主要物料。
种类
多孔表面
由于原料来源、制造方法、外观形状和应用场合不同，活性炭的种类很多，到目前为止尚无的统计材料，大约有上千个品种。
活性炭的孔隙半径大小可分为：
大孔：半径 > 20,000nm
过渡孔：半径150 ～ 20,000nm
微孔：半径 < 150nm
活化方法
主要活化方法：木炭、果壳炭、煤等原料经造粒后，在1000℃下用水蒸气、二氧化碳、进行活化的气体活化法。
干燥后的原料用氯化锌溶液浸渍，混合，在500~700℃下加热，进行碳化或活化，称为药剂活化法。酸枣壳活性炭过滤是指用多孔海绵经过浸碳加胶处理。活性炭的特点是去除空气中的异味。一般须配合立的初、中效过滤器的使用。我司生产各种活性碳窝状过滤网，是利用活性炭特的微孔吸附件原理制造的。通过吸附作用除掉空气中的异味和有害气体。具有良好的吸附性能，成型性好、强度高、气流阻力较小。 其特点是：表面积大、吸附能力强、祛除空气中的异味和有害气体等。 活性炭，又名活性碳蜂窝状过滤网，是在聚氨酯发泡海绵上载负活性炭制成的，其含炭量35%-55%，具有的吸附性能，可用于空气净化，去除挥发性有机化合物和通常空气中的污染物质，可在大风量的净化器中使用，气阻、压降很小，具有很好的净化效果。主要用于各种家用、车用空调、空气净化器、水质净化、气相吸附等领域采用煤为原材料，经过炭化→冷却→活化→洗涤等一系列工序研发而成。其外观普遍为黑色圆柱状煤质柱状活性炭，不定形煤质颗粒煤质柱状活性炭，又称破碎炭。圆柱形煤质柱状活性炭又称柱状炭，一般由粉状原料和粘结剂经混捏、挤压成型再经炭化、活化等工序制作而成。也可以用粉状煤质柱状活性炭加粘结剂挤压成型。具有发达的孔隙结构，良好的吸附能力，机械强度较高，易反复再生，造价低等优势；可用于有毒气体的净化，废气处理，工业和生活用水的净化处理，溶剂回收等方面。 是一种多孔性的含炭物质,它具有高度发达的孔隙构造,是一种优良的吸附剂,每克活性炭的吸附面积更相当于八个网球之多.而其吸附作用是借助物理性吸附力与化学性吸附力达成.其组成物质除了炭元素之外，尚含有少量的氢、氮、氧及灰份，其结构则为炭形成六环物堆积而成。由于六环炭的不规则排列，造成了活性炭多微孔体积及高表面积的特性。 煤质柱状活性炭可适用于电厂原水净化、自来水净化.尤其在化工污水的过滤净化处理以及电厂锅炉采用苦咸水的氯根处理方面,有很好的处理效果。 煤质柱状活性炭还可是适用于电厂原水净化、尤其在化工污水的过滤净化处理以及电厂锅炉采用苦咸水的氯根处理方面,有很好的处理效果。

污水处理活性炭物理法机理简介
物理法通常指气体活化法，是以水蒸气、烟道气(水蒸气、CO2、N₂等的混合气)、CO:或空气等作为活化气体，在800~1000℃的高温下与已经过炭化的原材料接触进行活化的过程。在这个过程中，具有氧化性的活化气体在高温下侵蚀炭化料的表面，使炭化料中原有闭塞的孔隙重新开放并进一步扩大，某些结构因选择性氧化而产生新的孔隙，同时焦油和未炭化物等也被除去，终得到活性炭产品。由于物理法通常采用气体作为活化剂，工艺流程相对简单，产生的废气以CO2和水蒸气为主，对环境污染小，而且终得到的活性炭产品比表面积高，孔隙结构发达，应用范围广，因此在活性炭生产厂家中70%以上都采用物理法生产活性炭。下面对物理活化法的机理、工艺流程、装置设备及国内外发展现状等进行具体阐述。
一、原料炭化
物理法制备活性炭需要先将原料在400~600℃下进行炭化处理，使原料中碳元素以外的主要元素(氢、氧等)以气体形式脱除，通过CO:、CO 的形式也可使一部分碳元素释放出去，残留的碳元素则多数以类似石墨的碳微晶形态存在。然而和石墨晶体不同的是，这些碳微晶的排列是杂乱无章的，因此形成了具有活性炭原始形态的结构。但是仅仅经过炭化处理，碳微晶的周围以及碳微晶之间的缝隙仍被热解所产生的焦油或者无定形碳堵塞，因此需要进一步活化处理，除去这些堵塞孔隙的物质才能得到具有发达孔隙结构的活性炭。
二、气体活化法过程简述
在炭化的中间产物进行活化期间，是基本碳微晶以外的无定形碳

污水处理活性炭作载体进行电催化处理有机污水，对石油类、总碱度、COD等有明显的净化去除效果。用于电催化氧化的活性炭，无需再生，只需要每年补充15%~20%的活性炭便可以实现该工艺的连续运行。
臭氧-生物活性炭净水
臭氧-生物活性炭净水原理臭氧生物活性炭工艺是将臭氧化学氧化、臭氧灭菌消毒、活性炭物理化学吸附、生物降解四种技术结合为一体的工艺。即在传统水处理工艺的基础上，以预臭氧氧化代替预氯化，生物活性炭滤池设在快滤池之后。，使水中的有机物及其他还原性物质在预氧化作用下初步氧化分解，以减轻生物活性炭滤池的有机负荷，同时臭氧能将水中难以生物降解的有机物氧化断链、开环，将大分子有机物氧化为小分子有机物，提高原水中有机物的可生化性和可吸附性，从而降低活性炭床的有机负荷。大庆乙烯净水厂投产。这三套饮用水深度处理工艺流程基本相同，

活性炭制备技术
烧结封团、导致活性炭的各种性能开始下降、活化时间选择在1b较好。 Ahoed 等通过氯化锌活化枣核制备了活性炭、结果表明、当活化时间由6h增加至3.5h时，得丰由43%降低至29%，在初的1.25h内降低得快、并在此时达到了大碘吸附值837.54mg/g、且在前1.25h内是有利于中孔增加的、随着活化时间的增加、中孔开始塌陷变为大孔，
活性炭的应用领域十分广泛、在应用过程中发挥作用的主要是孔结构和表而官能团、所以根据市场的需求有很多科研人员开始关注组合活化法，包括物理化学法、化学 化学法、微波-化学法等。
一、物理-化学活化法
物理化学活化法是结合物理法(CO:、水蒸气法等)与化学法(磷酸、氯化锌、氢氧化钾法等)制备活性炭的一种方法、此类活性炭具有特孔结构和表面官能团。Dolas等?)采用开心果壳与氯化锌前期浸清后，通过后续的高温CO=活化法制备了BET比表面积为3256m²/g、孔容积为1.36cm'/g的活性炭，而采用氯化钠溶液浸清的开心果壳采用高温CO:活化制备了 BET比表面积为3895m/g、孔容积为1.86cm’/g的活性炭。Arami Niya等()采用油棕榈壳为原料，先采用少量氯化锌或磷酸法活化制备具备初期窄微孔的活性炭、然后采用高温CO:活化制备了甲烷吸附用活性炭，此方法可以使得活性炭的孔结构均匀化分布、有利于甲烷的存储。
二、化学-化学活化法
化学-化学法是指结合两种不同的化学活化剂进行活化制备活性炭的方法。 Heidari等()采用赤桉木为原料，先使用磷酸或氯化锌活化制备早期活性炭、然后采用氢氧化钾法进行二次化学活化、制备了具有较高微孔含量(98%)的 CO;存储用活性炭。
三、微波-化学活化法
微波-化学法是指以微波加热的方式来提供化学法(磷酸、氧化锌、氯氧化钾等)活化所需热量来制备活性炭的方法，微波加热相比传统加热方式的优点是可以大幅度缩短活化时间，可以控制在10min左右，Lu等“)以竹子为原料，采用微波加热磷酸活化法制备了比表面积为1432m/g、孔容积为
0.696cm'/g的活性炭产品、得率可达47.8%，Hesas等通过微波氧化锌
活性炭失效怎么办？
活性炭的吸附性能是因为它有发达的孔隙结构。“就象我们所见到的海绵一样，在同等重量的条件下，海绵比其他物体能吸收更多的水，原因就是它具有发达的孔隙结构。”吕长富说，活性炭的孔隙结构虽然肉眼无法看见，但是孔隙的发达程度却是难以想象的。
吕长富介绍，普通活性炭的比表面积在500～1700平方米/克。若取1克比表面积为1100平方米/克的活性炭，将里面所有的孔壁都展开成一个平面，这个面积将达到1100平方米。这意味着，这样的活性炭只要1元硬币大小(约重3g)，内部的吸附面积就有一个标准足球场那么大。
活性炭活化温度的影响
活化温度是指活性炭活化时活化料的高温度，是活性炭孔性能的重要影响因素之一。采用氯化锌法活化橡子壳制备活性炭发现，在活化温度分别为300℃、400℃、500℃和600℃时，得到活性炭的比表面积分别为98㎡801m²/g、988m²/g和1289m²/g。Sayg山等[34]采用葡萄工业加工剩余物为原料，以氯化锌活化法制备了活性炭，研究表明活化温度由400℃升到600元比表面积SBET、总孔隙体积Vr、中间层次的孔隙体积Vmes、平均孔径D,别由819.40m²/g增加至1455m/g，0.556cm3/g增加至2.318cm/g.74.645增加至94.61%，2.71nm增加至6.81nm，但微孔容积Vme由25.36%降低至
5.39%。由以上分析可知，氯化锌法活性炭制备的较佳温度为600℃，过高的话化温度会导致已经生成的孔塌陷，且氯化锌的挥发量也会增加，不仅造成活就剂的浪费，生成成本提高，还导致严重的环境污染问题。
活化时间的影响
活化时间是指一定的活化温度下的保温时间，是活性炭质量的重要影响素之一。Saygh等[35]采用番茄工业加工剩余物为原料，以氯化锌活化法制备了活性炭，研究表明活化时间由0.5h升到1h，SBET、VT、V、D,分融522m²/g增加至1093m²/g，0.662cm/g增加至1.569cm/g.71%增加至92%，5.02nm 增加至5.92nm，但随着活化时间的延长，由于已生成孔

临朐海源活性炭厂建厂多年以来，一直秉承产品质量为主，客户信赖为本，诚信，互利互惠的原则，积累了全国各地固定客户，赢得了良好的口碑，欢迎您的到来。 我厂生产的新标活性炭，空隙发达，吸附率高，强度好，具有耐水、防火、放油等特点。
污水处理活性炭制备工艺
间歇法的平板炉和连续法的回转炉是生产氯化锌法粉状活性炭的主体设备、平板炉法具有设备简单、投资少、上马快等优点，是国内早期氯化锌法活性炭的主体设备。但此法存在手工操作多、劳动强度大、环境污染严重等问题，导致了此法目前已被淘汰。回转炉法具有生产能力大、机械化程度高、产品质量较稳定等优点，是目前国内外氯化锌法活性炭的主体设备，工艺难点在于尾气处理和氯化锌回收方面，国内尚未有成熟的工艺，日本已实现环保排放达标生产。
1.工艺流程
连续法生产粉状活性炭的工艺流程，一般由木屑筛选和干燥、氯化锌溶液配制、配料(或浸渍)、炭活化、回收、漂洗(包括酸处理和水洗)、脱水、干燥与磨粉等工序组成。另外附设的废气处理系统，以回收烟气中的氯化锌和盐酸，减少对环境的污染。常用的生产工艺流程见图2-6 和图2-7.
2工艺操作
(1)木屑的筛选与干燥为了产品的质量和工艺操作稳定，并降低超细颗粒在后续回收工段过滤流失导致的活化剂的浪费，用振动筛或滚筒筛对木屑进行初步筛选，选取0.425~3.35mm的木屑颗粒，除去杂物(如板皮、铁展、泥砂、石块等)，以免造成堵塞，增加回收、漂洗工序中的负荷、影响产品质量。
筛选后的木屑含水率一般在45%~60%，此时水分过高会影响配料工序段化学活化剂的渗透，因此需要进一步干燥控制工艺需要的水分含量。北方由于气候干燥，雨水少，一些中小工厂常利用自然风干方法干燥木屑，木屑进行机械于燥时，一般在气流式干燥器中或回转干燥器中进行干燥。
污水处理活性炭物理活化法 物理法通常又称气体活化法，是将已炭化处理的原料在800 ～1000℃的高温下与水蒸气，烟道气（水蒸气、CO2、N2等的混合气）、CO或空气等活化气体接触，从而进行活化反应的过程。物理活化法的基本工艺过程主要包括炭化、活化、除杂、破碎（球磨）、精制等工艺，制备过程清洁，液相污染少。 在制备过程中，具有氧化性的高温活化气体无序碳原子及杂原子先发生反应，使原来封闭的孔打开，进而基本微晶表面暴露，然后活化气体与基本微晶表面上的碳原子继续发生氧化反应，使孔隙不断扩大。一些不稳定的炭因气化生成CO、CO2、H2和其他碳化合物气体，从而产生新的孔隙，同时焦油和未炭化物等也被除去，终得到活性炭产品。活性炭发达的比表面积则源自中孔、大孔孔容的增加，形成的大孔、中孔和微孔的相互连接贯通。由于物理法工艺流程相对简单，产生的废气以CO2和水蒸气为主，对环境污染较小，而且终得到的活性炭产品比表面积高、孔隙结构发达、应用范围广，因此世界范围内的活性炭生产厂家中70%以上都采用物理法生产活性炭。炭活化过程中产生大量的余热，可满足原料烘干、余热锅炉制高温蒸汽、产品的洗涤烘干等所需热能。 物理-化学活化法 物理-化学一体化制备技术 物理-化学活化法顾名思义就是结合应用物理活化和化学活化的方法，即炭先经化学法处理，随后再进一步用物理法（水蒸气或 CO2）活化。国外研究人员通过H3PO4和CO2联合活化法制得了比表面积高达3700m2/g 的活性炭，具体步骤是在85℃下先用H3PO4浸泡木质原料，经450℃炭化4h后再用CO2活化。将物理法和化学法联合，利用物理法的炭化尾气为化学法生产供热，实现生产过程无燃煤消耗，同时得到物理法活性炭和化学法活性炭。 [2] 微波化学活化 由于在活性炭制备过程中，传统的炉膛加热存在耗工、耗时且物料受热不均的缺点，因此微波的引入可以实现物料内部均匀加热，同时可方便地快速启动和停止，耗时比传统工艺短得多。因此，微波化学活化可以显著缩短生产时间，从而大地提高生产效率，亦可降低环境污染。通常的法、法和活化法均可采用微波加热，而且研究表明微波加热法亦可得到的活性炭，尤其适用于KOH活化法制备电容活性炭。然而微波加热制备活性炭仍处于实验阶段，主要原因是设备投资大，能耗高。 催化活化 金属类催化剂在含碳原料表面可形成活性点，降低炭与水或CO2的反应活化能，从而降低活化温度，提高反应速率，形成发达的孔隙，同时，金属颗粒移动时也会产生孔道。催化剂在制备活性炭时可以降低活化。

活性炭吸附法在水处理中的应用

活性炭吸附广泛应用于在城市污水处理、饮用水及工业废水处理。

⑴城市污水处理

废水中的一些有机物是难于为微生物或一般氧化法所氧化分解的，如酚、苯、石油及其产品、杀虫剂、洗涤剂、合成染料、胺类化合物以及许多人工合成有机物，经生化处理后很难达到对排放要求较高的水体中排放的标准，也严重影响废水的回用，因此需要深度处理。

由于活性炭对有机物的吸附能力大，在废水深度处理中得到广泛的应用，具有以下优点：

①处理程度高，城市污水用活性炭进行深度处理后,BOD可降低99%,TOC可降到1～3mg/L。

②应用范围广，对废水中绝大多数有机物都有效，包括微生物难于降解的有机物。

③适应性强，对水量及有机物负荷的变动有较强的适应性能，可得到稳定的处理效果。

④粒状炭可进行再生重复使用，被吸附的有机物在再生过程中被烧掉，不产生污泥。

⑤可回收有用物质，例如用活性炭处理含酚废水，用碱再生吸附饱和的活性炭，可以回收酚钠盐。

⑥设备紧凑、管理方便。

⑵饮用水深度处理中的应用

活性炭吸附是建立在常规给水处理基础上，一般设置在砂过滤之后，也可与砂滤料组成双层滤料过滤或以活性炭过滤代替砂过滤。

在利用活性炭吸附进行饮用水深度处理的过程中，发现在活性炭滤料上生长有大量的微生物，使出水水质提高且再生延长，于是发展了一种经济有效的去除水中的微污染物质的生物活性炭工艺，流程为原水—（加入混凝剂）—澄清—过滤（加入臭氧）再利用活性炭吸附，后是出水。

⑶工业废水处理中的应用

很多工业废水很难或不能采用生化处理，采用其他方法时，有的不能达到排放标准，或运行费用较高，或操作较麻烦等，例如有毒的有机化合物和某些金属及其化合物等。工程实践表明，活性炭对这些物质有很强的吸附能力。

污水活性炭在液相中的应用
吸附量小，因此适用于有机废水净化，且当活性炭吸附达到饱和时，可用水蒸气再生，回收有用成分。活性炭吸附法对低浓度溶剂并且对几乎所有溶剂都能进行有效的处理。特别是低浓度溶剂的活性炭吸附法中，可以比较容易地净化到mg/kg程度。这种倾向，在以防治公害为目的的回收中，显示出活性炭吸附法的性。
1.活性炭溶剂回收原理
溶剂回收，是旨在通过一定的回收工艺将有机废气回收并可以重复应用到生产中，减少大气污染、降低生产成本。活性炭吸附法用于溶剂回收，是通过将有机溶剂蒸气通入活性炭吸附塔中，利用活性炭优良的吸附性能吸附并脱除有机蒸气、净化空气。吸附饱和的活性炭，可以采用水蒸气进行再生，再生后的活性炭可以循环使用。
活性炭溶剂回收技术适合于溶剂蒸气浓度为1~20g/cm的气体回收溶剂，而且其回收效率大于90%;溶剂蒸气浓度与空气混合物的浓度能够保持低于爆炸下限，所以生产比较安全;活性炭回收溶剂成本低，工艺简单，适用范围广。
2.回收溶剂技术对活性炭的质量要求
活性炭用于溶剂吸附回收，需要循环使用，所以要求活性炭具有良好的化学稳定性、耐磨性、吸附容量以及较小的床层阻力。目前我国溶剂回收用活性炭已大量生产，其中煤基溶剂回收用活性炭生产主要集中在我国西北宁夏回族自